建筑能耗及城市微气候的评估方法:在目前的研究和工程实践中,建筑能耗和城市微气候分别由两类不同的数值模拟工具计算:建筑能耗模拟工具和城市微气候模拟工具。模拟评估时,建筑能耗通过三维模拟软件导入模型、设定参数得出预估数值,用于对比不同的建筑形态设计和建筑内部空间设计对建筑能耗的影响。城市微气候的模拟过程类似,即在三维模拟软件中导入模型、设定参数并得出预估数值。不同点在于由于专业领域不同,开发之初使用的计算方式等均有所不同,对于用户来说模拟过程中设定的参数不同。针对不同专业领域的软件提供用户不同的预设值和操作界面设计,来缩短整个模拟过程所需要的时间。需要考虑到微气候中风环境对于城市大气质量具有的重要影响。室内自然通风cfd
绿色建筑(或者建筑CFD?)引导下的城市规划教育转型:快速城镇化进程导致“粗放型”发展给城市环境带来的巨大负面影响。日益加剧的城市热岛效应就是各大城市现正面临的“城市病”之一。随处可见的统一制式商业建筑群、建材选择、绿化配置方式所导致得“千篇一律”的城市面貌下,更严重的问题是规划方法和工具本身的匮乏、规划教育的定位不明确和整个规划行业的“粗放型”实践。目前计算流体动力学(CFD)的方法已在多个高校研究、国内外项目应用中得到验证,是引导规划实践有效进行环境评估及改善城市环境的主要方法之一。微气候风热环境通风廊道规划应重点考虑背景风、地表通风潜力和绿源等因素。
城市规划与设计过程中应用“多尺度城市气候模拟”的方法,藉此让规划设计概念经过前期评估,让数字化模拟技术应用在设计实践中,从“粗放型”转变到“精细化”规划模式。多尺度城市微气候模拟方法,如简便人体热舒适度指标,将成为未来潜在的城市规划设计课程指导方法,更多的融入到城市规划教育中,使其在真正意义上成为城市规划学生分析方案、指导方案、检验方案的新型规划方法和工具。城市微气候模拟进而从对于规划结果的“事后验证”转向带领规划的“事先指导”,而其中计算流体力学(CFD)的多尺度应用将在优化城市设计方案、制定控规导则等方面产生科学、切实的指导意义。在这一过程中,对于多尺度城市规划与城市设计微气候模拟方法的梳理与评述,也将为未来气候敏感型城市研究打下坚实的基础。
规划尺度的应用上,除了太阳照射会影响地表及空气温度外,不同的土地使用方式也会对城市温度造成不同的影响,例如商业用地、道路及工业用地会造成升温,而绿地及水体却具有降温功能。进一步的建筑布局方面,各项指标中以建筑迎风面积指数较受重视,因为在总建筑楼地板面积不变的情况下,建筑的高度和量体大小之关系,对于人行尺度的风环境将会造成卓著影响。因此规划师应当通过正确的城市土地规划与建筑布局的环境设计,为城市居民创造更好的自然通风条件。另一方面,风环境分析也对控制性详细规划的指导与相关导则的制定具有重要指导与实践意义,并为各种规划理念提供定量的决策支援。空间中的“风”是城市气候设计的对象之一。
空气污染影响城市微气候的质量:研究空气污染与城市微气候之间联系是必要的,许多高等院校的建筑和城市规划专业都运用CFD模拟进行室外风环境的研究,发表在国际期刊论文中的成果可在Sciencedirect, Web of Science等论文网站根据关键词查阅。研究成果不仅展示了影响空气污染的环境参数,也从各方面提出了帮助建筑设计和城市规划设计师简单评估环境质量的评价体系,建议设计师通过建筑本身的细节设计、建筑组团的体量相互关系、植栽设计的手法,从调节城市微气候的角度入手改善城市规划中的空气污染问题。建筑(组群)空间形态以及建筑周围的环境会影响周围的风环境。室内自然通风廊道分析
通风廊道可以提升空气流动性,减少城市建设区的“风阻”,改善局地小环境。室内自然通风cfd
三维模拟技术具有循环反馈的运作机制:如今,城市气候模型大致分为三类:地域和地球尺度的大尺度模式;街区尺度和建筑尺度的中尺度模式;房间和人体尺度的小尺度模式。在研究基于微气候的的城市设计时,通常是使用中尺度的模型进行研究,研究遵循动力学方程及采用计算流体动力学( Computed Fluid Dynamic, CFD)模拟,再结合数值传热学等研究方法,从城市风环境、光环境、日照及遮阴、能耗等多个方面进行模拟分析来作为城市局部微气候分析的技术支撑,研究对象包括建筑外部空间的要素、布局方式、下垫面形制、植被、水体等多个方面。室内自然通风cfd
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